MIRS2000 Specification

沼津高専電子制御工学科

MIRS0001エレクトロニクス詳細設計書
MIRS0001-ELEC-0001

改訂記録

版数

作成日

作成者

承認

改訂内容

A01

2001.5.2

竹村、佐藤、鈴木

竹村

初版

A02

2001.6.26

竹村、佐藤、鈴木

竹村

FPGA内の回路データに赤外線信号解析モジュール追加
ドータボードは標準MIRSボードを作成するように変更
その他文章内のおかしな表現を訂正

A03

2001.6.28

竹村、佐藤、鈴木

竹村

赤外線センサ信号処理モジュールのモジュール間インターフェイスを訂正

A04

2001.8.27

竹村、佐藤、鈴木

竹村

ロータリーエンコーダ制御モジュールの訂正
FPGAボードードータボードの訂正

A05

2001.11.9

川口

竹村

各インターフェースの訂正

RE：ロータリーエンコーダ	MPC：モータパワー制御ボード	FD：フラッシュディスク	LCD：液晶ディスプレイボード
DB：ドーターボード	USS：超音波センサボード	TEN：テンキー	FPGA：FPGAボード
IRS：赤外線ボード	TS:TSタッチセンサ	PD：電源ボード	M：モータ
CPU：CPUボード

各インターフェースについての詳細

CPUボード-FPGAボード間インターフェイス

FPGAボード－LCD間インターフェイス

FPGAボード－ドータボード間インターフェイス

ドータボード－ロータリエンコーダ間インターフェイス

ドータボード－タッチセンサ間インターフェイス

ドータボード－超音波センサ間インターフェイス

ドータボード－赤外線センサ間インターフェイス

ドータボード－Motor Power回路間インターフェイス

ドータボード－Power Distributor間インターフェイス

Power Distributor－CPUボード間インターフェイス

Power Distributor－Motor Power回路間インターフェイス

Power Distributor－バッテリー間インターフェイス

Motor Power回路－Motor間インターフェイス

図2にFPGA内部回路のブロック図を示す。

図２．FPGA内部回路ブロック図
<各モジュールの詳細>

電源系統図

図３に電源系統図を示す。
図３．電源系統図（CADファイル）

４．機能性能

標準MIRS基板
以下の基板、ボードについては標準MIRS基板を使用する。標準MIRS基板の仕様についてはMIRSデータベース（DBMD）参照。

CPUボード仕様（現在作成中）
可逆モータパワー変換ボード仕様
赤外線センサボード取り扱い説明書
超音波センサボード取り扱い説明書
電源ボード(PD)取り扱い説明書
IO制御ボード
IO制御ボードはISAバスを経由してCPUからセンサおよび回路の制御を行う機能を具備する。MIRS0001ではIO制御ボードをFPGA内に構成した回路データとドータボードで構成する。
- パワーオン信号の状態を読み込める。

５．インターフェース

CPUボード－FPGAボード
- FPGA回路データのダウンロードをする。

FPGAボード－LCD

コネクタ名称 : FPGA_CN4 (26pin ピンヘッダ型コネクタオス)

Figure.16_h_1 LCD_CNのコネクタ形状(26pin.jpg)
Table.16_h_1 FPGA_CN4のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vcc
-
+5V
14
DB7
INOUT
データビット7

2
GND
-
GND
15
-
-
未使用

3
Vee
-
コントラストADJ
16
-
-

4
RS
OUT
レジスタセレクト
17
-
-

5
R/W
OUT
READ/WRITE
18
-
-

6
E
OUT
Enable信号
19
-
-

7
DB0
INOUT
データビット0
20
-
-

8
DB1
INOUT
データビット1
21
-
-

9
DB2
INOUT
データビット2
22
-
-

10
DB3
INOUT
データビット3
23
-
-

11
DB4
INOUT
データビット4
24
-
-

12
DB5
INOUT
データビット5
25
-
-

13
DB6
INOUT
データビット6
26
-
-

コネクタ名称 : LCD_CN (26pin ピンヘッダ型コネクタオス)

Figure.16_h_2 LCD_CNのコネクタ形状(lcd_fpga.jpg)

Table.16_h_2 LCD_CNのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考
1	Vcc	-	+5V
2	GND	-	GND
3	Vee	-	コントラストADJ
4	RS	IN	レジスタセレクト
5	R/W	IN	READ/WRITE
6	E	IN	Enable信号
7	DB0	INOUT	データビット0
8	DB1	INOUT	データビット1
9	DB2	INOUT	データビット2
10	DB3	INOUT	データビット3
11	DB4	INOUT	データビット4
12	DB5	INOUT	データビット5
13	DB6	INOUT	データビット6
14	DB7	INOUT	データビット7

接続
26芯フラットケーブルの片側に26pin ピンヘッダ型コネクタ(メス）を圧着しFPGA_CN4に挿入する。
もう片側はケーブルを切断して14芯に変えてから14pin ピンヘッダ型コネクタ（メス）を圧着しLCD_FPGAに挿入する。
接続時のピン対応は下表を参照。

Table.16_h_3 FPGA_CN4 と LCD_CNのピン対応

FPGA_CN4			LCD_CN		FPGA_CN4			LCD_CN
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名	ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vcc	<->	1	Vcc	14	DB7	<->	14	DB7
2	GND	<->	2	GND	15	-	<->
3	Vee	<->	3	Vee	16	-	<->
4	RS	<->	4	RS	17	-	<->
5	R/W	<->	5	R/W	18	-	<->
6	E	<->	6	E	19	-	<->
7	DB0	<->	7	DB0	20	-	<->
8	DB1	<->	8	DB1	21	-	<->
9	DB2	<->	9	DB2	22	-	<->
10	DB3	<->	10	DB3	23	-	<->
11	DB4	<->	11	DB4	24	-	<->
12	DB5	<->	12	DB5	25	-	<->
13	DB6	<->	13	DB6	26	-	<->

FPGAボード－ドータボード

コネクタ名称 : FPGA_JP20A (20pin ジャンパコネクタメス)

Figure.16_g_1 FPGA_JP20Aのコネクタ形状(jp20.jpg)
* コネクタの取りつけ位置、および方向はマイコンビルダー取扱説明書を参照。
Table.16_g_1 FPGA_JP20Aのインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
IRS2
OUT
赤外線センサ信号 2
11
TS1
OUT
タッチセンサ信号 1

2
IRS3
OUT
赤外線センサ信号 3
12
TS2
OUT
タッチセンサ信号 2

3
IRS4
OUT
赤外線センサ信号 4
13
TS3
OUT
タッチセンサ信号 3

4
IRS5
OUT
赤外線センサ信号 5
14
TS4
OUT
タッチセンサ信号 4

5
IRS6
OUT
赤外線センサ信号 6
15
TS5
OUT
タッチセンサ信号 5

6
UTIM
IN
超音波センサ受信タイミング信号
16
TS6
OUT
タッチセンサ信号 6

7
UT2
IN
超音波センサ送信信号 2
17
R_DIR
IN
MPC 右方向信号。オープンコレクタ出力

8
UR2
OUT
超音波センサ受信信号 2
18
R_PWM
IN
MPC 右PWM信号。オープンコレクタ出力

9
UT1
IN
超音波センサ送信信号 1
19
L_DIR
IN
MPC 左方向信号。オープンコレクタ出力

10
UR1
OUT
超音波センサ受信信号 1
20
L_PWM
IN
MPC 左PWM信号。オープンコレクタ出力

コネクタ名称 : DB_JP1A (20pin ジャンパコネクタオス)

Figure.16_g_2 DB_JP1Aのコネクタ形状(db_j20.jpg)
* コネクタの取りつけ位置、および方向はドーターボード外形図を参照。

Table.16_g_2 DB_JP1Aのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	IRS2	OUT	赤外線センサ信号 2	11	TS1	OUT	タッチセンサ信号 1
2	IRS3	OUT	赤外線センサ信号 3	12	TS2	OUT	タッチセンサ信号 2
3	IRS4	OUT	赤外線センサ信号 4	13	TS3	OUT	タッチセンサ信号 3
4	IRS5	OUT	赤外線センサ信号 5	14	TS4	OUT	タッチセンサ信号 4
5	IRS6	OUT	赤外線センサ信号 6	15	TS5	OUT	タッチセンサ信号 5
6	UTIM	IN	超音波センサ受信タイミング信号	16	TS6	OUT	タッチセンサ信号 6
7	UT2	IN	超音波センサ送信信号 2	17	R_DIR	IN	MPC 右方向信号
8	UR2	OUT	超音波センサ受信信号 2	18	R_PWM	IN	MPC 右PWM信号
9	UT1	IN	超音波センサ送信信号 1	19	L_DIR	IN	MPC 左方向信号
10	UR1	OUT	超音波センサ受信信号 1	20	L_PWM	IN	MPC 左PWM信号

コネクタ名称 : FPGA_JP30C (20pin ジャンパコネクタメス)

Figure.16_g_3 FPGA_JP30Cのコネクタ形状(jp20.jpg)
* コネクタの取りつけ位置、および方向はマイコンビルダー取扱説明書を参照。

Table.16_g_3 FPGA_JP30Cのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	PO	OUT	パワーオン信号	11	-	-	-
2	IRS1	OUT	赤外線センサ信号 1	12	-	-	-
3	-	-	-	13	-	-	-
4	-	-	-	14	-	-	-
5	-	-	-	15	Vcc	-	5V
6	-	-	-	16	Vcc	-	5V
7	-	-	-	17	Vcc	-	5V
8	-	-	-	18	Vcc	-	5V
9	-	-	-	19	Vcc	-	5V
10	-	-	-	20	Vcc	-	5V

コネクタ名称 : DB_JP1B (20pin ジャンパコネクタオス)

Figure.16_g_4 DB_JP1Bのコネクタ形状(db_j20.jpg)
* コネクタの取りつけ位置、および方向はドーターボード外形図を参照。

Table.16_g_4 DB_JP1Bのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	PO	OUT	パワーオン信号	11	-	-	-
2	IRS1	OUT	赤外線センサ信号 1	12	-	-	-
3	-	-	-	13	-	-	-
4	-	-	-	14	-	-	-
5	-	-	-	15	Vcc	-	5V
6	-	-	-	16	Vcc	-	5V
7	-	-	-	17	Vcc	-	5V
8	-	-	-	18	Vcc	-	5V
9	-	-	-	19	Vcc	-	5V
10	-	-	-	20	Vcc	-	5V

コネクタ名称 : FPGA_JP20B (20pin ジャンパコネクタメス)

Figure.16_g_5 FPGA_JP20Bのコネクタ形状(jp20.jpg)
* コネクタの取りつけ位置、および方向はマイコンビルダー取扱説明書を参照。

Table.16_g_5 FPGA_JP20Bのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	RE_YA	IN	ロータリーエンコーダY チャネルA	11	R/W	IN	LCD リード・ライト
2	RE_YB	IN	ロータリーエンコーダY チャネルB	12	E	IN	LCD イネーブル
3	RE_XA	IN	ロータリーエンコーダX チャネルA	13	DB0	INOUT	LCD データ 0
4	RE_XB	IN	ロータリーエンコーダX チャネルB	14	DB1	INOUT	LCD データ 1
5	UT4	IN	超音波センサ送信信号 4	15	DB2	INOUT	LCD データ 2
6	UR4	OUT	超音波センサ受信信号 4	16	DB3	INOUT	LCD データ 3
7	UT3	IN	超音波センサ送信信号 3	17	DB4	INOUT	LCD データ 4
8	UR3	OUT	超音波センサ受信信号 3	18	DB5	INOUT	LCD データ 5
9	-	-	-	19	DB6	INOUT	LCD データ 6
10	RS	IN	LCD レジスタセレクト	20	DB7	INOUT	LCD データ 7

コネクタ名称 : DB_JP1C (20pin ジャンパコネクタオス)

Figure.16_g_6 DB_JP1Cのコネクタ形状(db_j20.jpg)
* コネクタの取りつけ位置、および方向はドーターボード外形図を参照。

Table.16_g_6 DB_JP1Cのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	RE_YA	IN	ロータリーエンコーダY チャネルA	11	R/W	IN	LCD リード・ライト
2	RE_YB	IN	ロータリーエンコーダY チャネルB	12	E	IN	LCD イネーブル
3	RE_XA	IN	ロータリーエンコーダX チャネルA	13	DB0	INOUT	LCD データ 0
4	RE_XB	IN	ロータリーエンコーダX チャネルB	14	DB1	INOUT	LCD データ 1
5	UT4	IN	超音波センサ送信信号 4	15	DB2	INOUT	LCD データ 2
6	UR4	OUT	超音波センサ受信信号 4	16	DB3	INOUT	LCD データ 3
7	UT3	IN	超音波センサ送信信号 3	17	DB4	INOUT	LCD データ 4
8	UR3	OUT	超音波センサ受信信号 3	18	DB5	INOUT	LCD データ 5
9	-	-	-	19	DB6	INOUT	LCD データ 6
10	RS	IN	LCD レジスタセレクト	20	DB7	INOUT	LCD データ 7

コネクタ名称 : FPGA_JP60B (26pin ジャンパコネクタメス)

Figure.16_g_7 FPGA_JP60Bのコネクタ形状(jp26.jpg)
* コネクタの取りつけ位置、および方向はマイコンビルダー取扱説明書を参照。

Table.16_g_7 FPGA_JP60Bのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	Vcc	-	5V	8	DB1	INOUT	LCD データ 1
2	GND	-	GND	9	DB2	INOUT	LCD データ 2
3	Vo	-	LCD コントラストアドジャスト	10	DB3	INOUT	LCD データ 3
4	RS	OUT	LCD レジスタセレクト	11	DB4	INOUT	LCD データ 4
5	R/W	OUT	LCD リード・ライト	12	DB5	INOUT	LCD データ 5
6	E	OUT	LCD イネーブル	13	DB6	INOUT	LCD データ 6
7	DB0	INOUT	LCD データ 0	14	DB7	INOUT	LCD データ 7

コネクタ名称 : DB_JP2A (14pin ジャンパコネクタオス)

Figure.16_g_8 DB_JP2Aのコネクタ形状(db_j14.jpg)
* コネクタの取りつけ位置、および方向はドーターボード外形図を参照。

Table.16_g_8 DB_JP2Aのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	Vcc	-	5V	8	DB1	INOUT	LCD データ 1
2	GND	-	GND	9	DB2	INOUT	LCD データ 2
3	Vo	-	LCD コントラストアドジャスト	10	DB3	INOUT	LCD データ 3
4	RS	OUT	LCD レジスタセレクト	11	DB4	INOUT	LCD データ 4
5	R/W	OUT	LCD リード・ライト	12	DB5	INOUT	LCD データ 5
6	E	OUT	LCD イネーブル	13	DB6	INOUT	LCD データ 6
7	DB0	INOUT	LCD データ 0	14	DB7	INOUT	LCD データ 7

コネクタ名称 : FPGA_JP60C (26pin ジャンパコネクタメス)

Figure.16_g_9 FPGA_JP60Cのコネクタ形状(jp26.jpg)
* コネクタの取りつけ位置、および方向はマイコンビルダー取扱説明書を参照。

Table.16_g_9 FPGA_JP60Cのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	GND	-	GND	8	GND	-	GND
2	GND	-	GND	9	GND	-	GND
3	GND	-	GND	10	GND	-	GND
4	GND	-	GND	11	GND	-	GND
5	GND	-	GND	12	GND	-	GND
6	GND	-	GND	13	GND	-	GND
7	GND	-	GND	14	GND	-	GND

コネクタ名称 : DB_JP2B (14pin ジャンパコネクタオス)

Figure.16_g_10 DB_JP2Bのコネクタ形状(db_j14.jpg)
* コネクタの取りつけ位置、および方向はドーターボード外形図を参照。

Table.16_g_10 DB_JP2Bのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	GND	-	GND	8	GND	-	GND
2	GND	-	GND	9	GND	-	GND
3	GND	-	GND	10	GND	-	GND
4	GND	-	GND	11	GND	-	GND
5	GND	-	GND	12	GND	-	GND
6	GND	-	GND	13	GND	-	GND
7	GND	-	GND	14	GND	-	GND

接続
　ドーターボードはFPGAボードの亀の子基盤となっているので、各ボードのコネクタが下表の対応関係になるようにドーターボードをFPGAボードに挿しこむ。

Table.16_g_11 FPGAボードコネクタとドーターボードコネクタの対応関係

FPGAボード		ドーターボード
JP20A	<->	JP1A
JP30C	<->	JP1B
JP20B	<->	JP1C
JP60B（1pin to 14pin）	<->	JP2A
JP60C（1pin to 14pin）	<->	JP2B

ドータボード－ロータリエンコーダ

コネクタ名称 : DB_RE1、DB_RE2(MOLEX 5045-04A)

Figure.16_l_1 DB_RE1、DB_RE2のコネクタ形状(5045a-04.jpg)
Table.16_l_1 DB_RE1,DB_RE2のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
CH_B
IN
チャネルB層の信号

2
Vcc
-
+5V

3
CH_A
IN
チャネルA層の信号

4
GND
-
GND

コネクタ名称 : RE1_CN,RE2_CN (ロータリエンコーダコネクタ)

Figure.16_l_2 RE1_CN,RE2_CNのコネクタ形状とコネクタケーブル形状(reconect.jpg)

Table.16_l_2 RE1_CN,RE2_CNのインターフェイス

ピン.No	信号名	I/O	備考
1	CH_B	OUT	チャネルB層の信号
2	Vcc	-	+5V
3	CH_A	OUT	チャネルA層の信号
4	GND	-	GND

接続
　4芯フラットケーブルの両端を1本ずつ裂き、片側はそれぞれにMOLEX 5051用ターミナルを圧着してからMOLEX 5051-5ハウジングに挿入し、それぞれDB_REN に挿入する。
もう片側はロータリエンコーダ付属ケーブルと接続し、接続部の絶縁処理を行う。　接続時のピン対応は下表を参照。

Table.16_l_3 DB_RE1,DB_RE2 と RE1_CN,RE2_CN のピン対応

DB_RE1			RE1_DB
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	CH_B	<->	1	CH_B
2	Vcc	<->	2	Vcc
3	CH_A	<->	3	CH_B
4	GND	<->	4	GND
DB_RE2			RE2_DB
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	CH_B	<->	1	CH_B
2	Vcc	<->	2	Vcc
3	CH_A	<->	3	CH_B
4	GND	<->	4	GND

ドータボード－タッチセンサ

コネクタ名称 : DB_TSN (N =1 to 5) (MOLEX 5045-03A)

Figure.16_i_1 DB_TSN のコネクタ形状(5045a-03.jpg)
Table.16_i_1 DB_TSN のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
GND
-
GND

2
TSON
IN
タッチセンサON信号

3
TSOF IN タッチセンサOFF信号
コネクタ名称 : Micro Switch N (N =1 to 5)(omronSS-5GL)

Figure.16_i_2 Micro Switch N のコネクタ形状(ts.jpg)
Table.16_i_2 Micro Switch N のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
GND
-
GND

2
TSON
OUT
タッチセンサON信号

3
TSOF OUT タッチセンサOFF信号

接続
　3芯のフラットケーブルの両端を1本ずつ裂いてから片側に5051用ターミナルを圧着してMOLEX 5051ハウジングに挿入し、DB_TSN に挿入する。もう片側は絶縁ビニルを剥いてからマイクロスイッチにはんだ付けする。
　接続時のピン対応は下表を参照。

Table.16_i_3 DB_TSN と Micro Switch N のピン対応

DB_TS1

Micro Switch 1

DB_TS4

Micro Switch 4

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

GND

<->

GND

<->

GND

TSON

<->

TSON

<->

TSON

TSOF

<->

TSOF

<->

TSOF

DB_TS2

Micro Switch 2

DB_TS5

Micro Switch 5

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

GND

<->

GND

<->

GND

TSON

<->

TSON

<->

TSON

TSOF

<->

TSOF

<->

TSOF

DB_TS3

Micro Switch 3

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

GND

<->

GND

TSON

<->

TSON

TSOF

<->

TSOF

ドータボード－超音波センサ

コネクタ名称 : DB_USSN (N =1 to 3) (MOLEX 5045-05A)

Figure.16_k_1 DB_USSN のコネクタ形状(5045a-05.jpg)
Table.16_k_1 DB_USSN のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vcc
-
+5V

2
U0
OUT
送信信号

3
U1
IN
受信信号

4
UTIM
OUT
受信タイミング

5
GND
-
GND

コネクタ名称 : USSN_CN (N = 1 to 3) (MOLEX 5046-05A)

Figure.16_k_2 USSN_CNのコネクタ形状(5046a.jpg)

Table.16_k_2 USSN_CNのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考
1	Vcc	-	+5V
2	U0	IN	送信信号
3	U1	OUT	受信信号
4	UTIM	IN	受信タイミング
5	GND	-	GND

接続
　5芯フラットケーブルを用意し、両端をそれぞれ1本ずつにわける。次に両側の絶縁ビニルを剥き、MOLEX 53259用ターミナルを圧着してからMOLEX 53259-0220ハウジングに挿入し、それぞれをDB_USSN とUSSN_DBに挿入する。
　接続時のピン対応は下表を参照。

Table.16_k_3 DB_USSN と USSN_CN のピン対応

DB_USS1

USS1_CN

DB_USS3

USS3_CN

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

Vcc

<->

Vcc

<->

Vcc

<->

UTIM

<->

UTIM

<->

UTIM

GND

<->

GND

<->

GND

DB_USS2

USS2_CN

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

Vcc

<->

Vcc

<->

UTIM

<->

UTIM

GND

<->

GND

ドータボード－赤外線センサ

コネクタ名称 : DB_IRSN (N =1 to 4) (MOLEX 5045-03A)

Figure.16_j_1 DB_IRSN のコネクタ形状(5045a-03.jpg)
Table.16_j_1 DB_IRSN のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vo
IN
赤外線受光信号

2
GND
-
GND

3
Vcc - +5V
コネクタ名称 : IRSN_CN (N =1 to 4) (MOLEX 5045-03A)

Figure.16_j_2 IRSN_CNのコネクタ形状(5045a-03.jpg)
Table.16_j_2 IRSN_CNのインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vo
OUT
赤外線受光信号

2
GND
-
GND

3
Vcc - +5V

接続
　3芯のフラットケーブルの両端を1本ずつ裂いてからそれぞれに5051用ターミナルを圧着してMOLEX 5051ハウジングに挿入する。
それからそれぞれをDB_IRSN とIRSN_DBに挿入する。接続時のピン対応は下表を参照。

Table.16_j_3 DB_IRSN と IRSN_CN のピン対応

DB_IRS1			IRS1_CN
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vo	<->	1	Vo
2	GND	<->	2	GND
3	Vcc	<->	3	Vcc
DB_IRS2			IRS2_CN
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vo	<->	1	Vo
2	GND	<->	2	GND
3	Vcc	<->	3	Vcc
DB_IRS3			IRS3_CN
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vo	<->	1	Vo
2	GND	<->	2	GND
3	Vcc	<->	3	Vcc
DB_IRS4			IRS4_CN
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vo	<->	1	Vo
2	GND	<->	2	GND
3	Vcc	<->	3	Vcc

ドータボード－Motor Power回路

コネクタ名称 : DB_MPC (MOLEX 5045-05A)

Figure.16_m_1 DB_MPCのコネクタ形状(5045a-05.jpg)
Table.16_m_1 DB_MPCのインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vcc
-
+5V

2
R_DIR
OUT
右方向信号

3
R_PWM
OUT
右PWM信号

4
L_DIR
OUT
左方向信号

5
L_PWM
OUT
左PWM信号

コネクタ名称 : MPC_CN1 (MOLEX 5046-05A)

Figure.16_m_2 MPC_CN1のコネクタ形状(5046a.jpg)

Table.16_m_2 MPC_CN1のインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考
1	Vcc	-	+5V
2	R_DIR	OUT	右方向信号
3	R_PWM	OUT	右PWM信号
4	L_DIR	OUT	左方向信号
5	L_PWM	OUT	左PWM信号

接続
　5芯フラットケーブルを用意し、両端をそれぞれ1本ずつにわける。次に両側の絶縁ビニルを剥き、MOLEX 53259用ターミナルを圧着してからMOLEX 53259-0220ハウジングに挿入し、それぞれをDB_MPCとMPC_DB に挿入する。
　接続時のピン対応は下表を参照。

Table.16_m_3 DB_MPC と MPC_CN1 のピン対応

DB_MPC			MPC_CN1
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vcc	<->	1	Vcc
2	R_DIR	<->	2	R_DIR
3	R_PWM	<->	3	R_PWM
4	L_DIR	<->	4	L_DIR
5	L_PWM	<->	5	L_PWM

ドータボード－Power Distributor

コネクタ名称 : DB_PD (MOLEX 5045-03A)

Figure.16_n_1 DB_PDのコネクタ形状(5045a-03.jpg)
Table.16_n_1 DB_PDのインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
- - 未使用

2
Vsig
-
駆動系電源ON信号

3
GND
-
GND
コネクタ名称 : PD_CN5 (MOLEX 5046-03A)

Figure.16_n_2 PD_CN5のコネクタ形状(5046-3m.jpg)
Table.16_n_2 PD_CN5のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
- - 未使用

2
Vsig
-
駆動系電源ON信号

3
GND
-
GND

接続
　3芯のフラットケーブルの両端を1本ずつ裂いてからそれぞれに5051用ターミナルを圧着してMOLEX 5051ハウジングに挿入する。
それからそれぞれをDB_PDとPD_DBに挿入する。接続時のピン対応は下表を参照。

Table.16_n_3 DB_PD と PD_CN5 のピン対応

DB_PD			PD_CN5
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	-	<->	1	-
2	Vsig	<->	2	Vsig
3	GND	<->	3	GND

Power Distributor－CPUボード
Power Distributor－Motor Power回路
- コネクタ名称 : MPC_CN2 (MOLEX 53259-0220)
  
  Figure.16_o_1 MPC_CN2のコネクタ形状(53259-0220.jpg)
  Table.16_o_1 MPC_CN2のインターフェース
  
  ピン.No
  信号名
  I/O
  備考
  
  1
  Vin
  -
  +7.2V
  
  2
  GND
  -
  GND
- コネクタ名称 : PD-CN4 (MOLEX 53259-0220)
  
  Figure.16_o_2 PD_CN4のコネクタ形状(53259-0220.jpg)
  Table.16_o_2 PD_CN4のインターフェース
  
  ピン.No
  信号名
  I/O
  備考
  
  1
  Vin -
  +7.2V
  
  2
  GND
  -
  GND
- 接続
  　電源ケーブルの両端にMOLEX 51067用ターミナルを圧着してからMOLEX 51067-0220ハウジングに挿入し、MPC_PDとPD_MPCに挿入する。
  　接続時のピン対応は下表を参照。また、Vinには赤、GNDには黒の電源ケーブルを使用すること。
  Table.16_o_3 MPC_CN2 と PD_CN4 のピン対応
  
  MPC_PD PD_MPC
  
  ピン.No
  信号名
  ピン.No
  信号名
  
  1
  Vin
  <-> 1
  Vin
  
  2
  GND
  <-> 2 GND

Power Distributor－バッテリー

コネクタ名称 : PD_CN1,PD_CN2 (MOLEX 53259-0220)

Figure.16_q_1 PD_CN1,PD_CN2のコネクタ形状(53259-0220.jpg)
Table.16_q_1 PD_CN1,PD_CN2のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vin
-
+7.2

2
GND
-
GND
コネクタ名称 : バッテリコネクタ 1,2

Figure.16_q_2 バッテリコネクタ 1,2のコネクタ形状(battery.jpg)
Table.16_q_2 バッテリコネクタ 1,2のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vin
-
+7.2V

2
GND
-
GND

接続
電源ケーブルの片側は、バッテリコネクタのターミナルを圧着してバッテリコネクタハウジングに入れる。
もう片側はMOLEX 51067用ターミナルを圧着してからMOLEX 51067-0220ハウジングに挿入し、PD_M.PD_VCCに挿入する。
接続時のピン対応は下表を参照。また、Vinには赤、GNDには黒の電源ケーブルを使用すること。

Table.16_q_3 PD_CN1,PD_CN2 とバッテリコネクタ 1,2のピン対応

PD_M			バッテリコネクタ 1
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vin	<->	1	Vin
2	GND	<->	2	GND
PD_VCC			バッテリコネクタ 2
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vin	<->	1	Vin
2	GND	<->	2	GND

Motor Power回路－Motor

コネクタ名称 : MPC_CN3,MPC_CN4 (MOLEX 53259-0220)

Figure.16_p_1 MPC_CN3,MPC_CN4のコネクタ形状(53259-0220.jpg)
Table.16_p_1 MPC_CN3,MPC_CN4のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vo1
-
正極

2
Vo2
-
負極
コネクタ名称 : M1,M2 (MAXONモータの端子)

Table.16_p_2 M1,M2のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vo1
-
正極

2
Vo2
-
負極

* モータの端子付近に"+"とかいてあるほうが正極。

接続
　電源ケーブルの片側にMOLEX 53259用ターミナルを圧着してからMOLEX 53259-0220ハウジングに挿入し、MPC_CN3,MPC_CN4に挿入。
もう片方は絶縁ビニルを剥きモータの端子にはんだ付けする。
接続時のピン対応は下表を参照。また、正極には赤、負極には黒の電源ケーブルを使用すること。

Table.16_p_3 MPC_CN3,MPC_CN4 と M1,2 のピン対応

MPC_CN3			M1
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vo1	<->	1	Vo1
2	Vo2	<->	2	Vo2
MPC_CN4			M2
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vo1	<->	1	Vo1
2	Vo2	<->	2	Vo2

６．各部の詳細

標準MIRS基板

CPUボード仕様（現在作成中）

可逆モータパワー変換ボード仕様

赤外線センサボード取り扱い説明書

超音波センサボード取り扱い説明書

電源ボード(PD)取り扱い説明書

MIRSデータベースDBMDを参照。

MIRS0001が作成する基板、回路

IO制御ボードはFPGA内に構成した回路データとドータボードで構成される。

FPGAボード内に構成する各モジュールの回路データ

図4.FPGA内回路ブロック図各ブロックの機能

1. アドレスデコーダ : 16bitのアドレスデータからモジュールセレクタ信号を作り出し、AEN信号に合わせて各モジュールに出力する。また、各モジュールが16bitのデータ入出力を行えるように IOCS16 信号を制御する。
2. 液晶ディスプレイ制御モジュール : CPUから送られてくる8bitの液晶ディスプレイボード制御信号の出力制御を行う。
3. モータパワー制御モジュール : CPUから送られてくる速度データをPWM変換し、同じくCPUから送られてくる方向データと共に出力する。
4. ロータリーエンコーダ制御モジュール : ドーターボードを通して送られてくるロータリーエンコーダのデータを用いて、方向データ、カウント値を出力する。
5. 超音波センサ信号処理モジュール : CPUから超音波センサ選択信号を受けると、2bitの超音波センサ選択信号、超音波の送信信号となる幅0.4[ms]、周波数約40[kHz]のパルスと、回りこみ除去回路へのタイミングパルスである受信タイミング信号を出力する。又、超音波センサから受信信号を受けとると、割り込み信号を、割り込み信号のリセットを行うまでCPUへ出力し続ける。
6. タッチセンサ、パワーオン信号処理モジュール : 5bitのタッチセンサ信号、1bitのパワーオン信号を16bitのTP信号としてCPUに出力する。上記の2種類の信号に変化が生じた時に、CPUから割り込みリセット信号が来るまでCPUに割り込み信号を出力する。
7. 赤外線センサ信号処理モジュール : 赤外線センサにポストからの信号入力が入った時割り込み信号を出力し、要求があれば符号化された信号を12bitのパラレルデータとしてCPUに出力する。
8. ダミーモジュール : ISAバスの信号の内、ATLMIRS用の各モジュールで使用しない信号をハイインピーダンスに接続する。

モジュール間インターフェース

ISA バス
ISA バスのインターフェースについては ISA バスの仕様書、およびマイコンビルダーの仕様書を参照のこと。

アドレスデコーダ
Table.7_c_2 アドレスデコーダのインターフェース

信号名	I/O	機能
SA 0 to 15	OUT	16bit アドレスバス
AEN	IN	アドレス開放
IOCS16	OUT	16bit I/Oサイクルに 1 ウェイトで応答
LCD_ADD	OUT	LCD_Mセレクタ信号
MPC_ADD	OUT	MPC_Mセレクタ信号
RE_ADD	OUT	RE_Mセレクタ信号
USS_ADD	OUT	USS_Mセレクタ信号
TIP_ADD	OUT	TP_Mセレクタ信号
IRS_ADD0…3	OUT	IRS_M0…3セレクタ信号

液晶ディスプレイ制御モジュール
Table.7_c_3 液晶ディスプレイ制御モジュールのインターフェース

信号名	I/O	機能
SD 0 to 15	OUT	16bit データバス
IOR	IN	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	システム・リセット
CLK	IN	システム・クロック 8MHz デューティ50%
RS	OUT	レジスタ・セレクト
R/W	OUT	リード・ライト
E	OUT	イネーブル信号
DB 0 to 7	INOUT	入出力データ

モータパワー制御モジュール
Table.7_c_4 モータパワー制御モジュールのインターフェース

信号名	I/O	機能
SD 0 to 15	OUT	16bit データバス
IOR	IN	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	システム・リセット
CLK	IN	システム・クロック 8MHz デューティ50%
R_DIR	OUT	右方向信号。オープンコレクタ出力
R_PWM	OUT	右PWM信号。オープンコレクタ出力
L_DIR	OUT	左方向信号。オープンコレクタ出力
L_PWM	OUT	左PWM信号。オープンコレクタ出力

ロータリーエンコーダ制御モジュール
Table.7_c_5 ロータリーエンコーダ制御モジュールのインターフェース

信号名	方　向	対　象	概　要
RE_X	IN	アドレスデコーダ	モジュールセレクタ信号(Xカウンタ選択用）
RE_Y	IN	アドレスデコーダ	モジュールセレクタ信号(Yカウンタ選択用）
SD 0 to 15	INOUT	ISA-Bus	16bit データバス
IOR	IN	ISA-Bus	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	ISA-Bus	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	ISA-Bus	システム・リセット
CLK	IN	ISA-Bus	システム・クロック 8MHz デューティ50%
X_A,X_B	IN	ドーターボード	Xカウンタ用2相信号入力端子
Y_A,Y_B	IN	ドーターボード	Yカウンタ用2相信号入力端子

超音波センサ信号処理モジュール
Table.7_c_6 超音波センサ信号処理モジュールのインターフェース

信号名	I/O	機能
SD 0 to 15	OUT	16bit データバス
IOR	IN	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	システム・リセット
CLK	IN	システム・クロック 8MHz デューティ50%
IRQ3	OUT	割り込み要求。オープンコレクタ出力
U0	OUT	送信信号
U1	IN	受信信号
UA,UB	OUT	超音波センサ選択信号
UTIM	OUT	受信タイミング信号

タッチセンサ､パワーボード信号処理モジュール
Table.7_c_7 タッチセンサ､パワーボード信号処理モジュールのインターフェース

信号名	I/O	機能
SD 0 to 15	OUT	16bit データバス
IOR	IN	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	システム・リセット
CLK	IN	システム・クロック 8MHz デューティ50%
IRQ6	OUT	割り込み要求。オープンコレクタ出力
PO	IN	パワーオン信号
TS 1 to 6	IN	タッチセンサ信号

赤外線センサ信号処理モジュール
Table.7_c_8 赤外線センサ信号処理モジュールのインターフェース

信号名	I/O	機能
SD 0 to 15	OUT	16bit データバス
IOR	IN	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	システム・リセット
CLK	IN	システム・クロック 8MHz デューティ50%
IRQ7	OUT	割り込み要求。オープンコレクタ出力
IRS 0 to 3	IN	赤外線センサ信号

ソフトウェアビジビリティ

液晶ディスプレイ制御モジュール
Table.7_d_1_1 液晶ディスプレイ制御モジュールのソフトウェアビジビリティ

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

0100H

表示画面をクリア後、アドレスカウンタにDD RAMの0番地をセットする。

アドレスカウンタにDD RAMの0番地をセットする。
シフトしていた表示も元に戻るが、この時DD RAMの内容は変化しない。

I/D

データ書き込みおよびデータ読み出し時にカーソルの進む方向、
表示をシフトするかどうかの設定を行う。

全表示のON/OFF（D)、カーソルのON/OFF（C)、
カーソル位置の文字のブリンク（B)をセットする。

S/C

R/L

DD RAMの内容を変えずカーソルの移動、表示のシフト動作を行う。

インターフェース長(DL)、表示桁数(N)、文字フォント(F)を設定する。

Acc

CG RAMのアドレスをセットする。この後送受するのはDD RAMのデータ。

Add

DD RAMのアドレスをセットする。この後送受するのはDD RAMのデータ。

内部動作中を示すビジーフラグ(BF)およびアドレスカウンタの内容を読み出す。

0102H

Write Data

DD RAMまたはCG RAMにデータを書き込む。

Read Data

DD RAMまたはCG RAMにデータを読み出す。

* I/D	・・・	'1' : インクリメント	'0' : デクリメント	* S	・・・	'1' : 表示のシフトを行う	'0' : 表示のシフトを行わない
* S/C	・・・	'1' : 表示のシフト	'0' : カーソルの移動	* R/L	・・・	'1' : 右シフト
* DL	・・・	'1' : 8bit	'0' : 4bit	* N	・・・	'1' : 2行目	'0' : 1行目
* F	・・・	'1' : 5 x 10ドット	'0' : 5 x 7ドット	* BF	・・・	'1' : 内部動作中	'0' : インストラクション受付可
* DD RAM	・・・	表示データRAM		* CG RAM	・・・	キャラクタジェネレータRAM
* Acc	・・・	CG RAMのアドレス		* Add	・・・	DD RAMのアドレス、カーソル番地に対応する
* AC	・・・	DD RAM、CG RAMの両方に用いるアドレスカウンタ
* Writeデータ , Readデータ・・・以下の文字コード表を参照

Table.7_d_1_2 文字コード表

モータパワー制御モジュール
Table.7_d_2 モータパワー制御モジュールのソフトウェアビジビリティ

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

0110H

L2⁶

L2⁵

L2⁴

L2³

L2²

L2¹

L2⁰

方向データ、速度データから方向信号、PWM信号を生成する。

L2⁶

L2⁵

L2⁴

L2³

L2²

L2¹

L2⁰

バッファの内容を送る。（ラッチされているか確認するため）

0112H

R2⁶

R2⁵

R2⁴

R2³

R2²

R2¹

R2⁰

方向データ、速度データから方向信号、PWM信号を生成する。

R2⁶

R2⁵

R2⁴

R2³

R2²

R2¹

R2⁰

バッファの内容を送る。（ラッチされているか確認するため）

* L2^X	・・・	左速度データ				* R2^X	・・・	右速度データ
* LD	・・・	'1' : 左タイヤ正転		'0' : 左タイヤ逆転		* RD	・・・	'1' : 右タイヤ正転		'0' : 右タイヤ逆転

ロータリーエンコーダ制御モジュール
Table.7_d_3 ロータリーエンコーダ制御モジュールのソフトウェアビジビリティ

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

0120H

D1¹⁵

D1¹⁴

D1¹³

D1¹²

D1¹¹

D1¹⁰

D1⁹

D1⁸

D1⁷

D1⁶

D1⁵

D1⁴

D1³

D1²

D1¹

D1⁰

ロータリーエンコーダのカウント値を読みこむ

ロータリーエンコーダ1のカウントデータのリセット

0122H

D2¹⁵

D2¹⁴

D2¹³

D2¹²

D2¹¹

D2¹⁰

D2⁹

D2⁸

D2⁷

D2⁶

D2⁵

D2⁴

D2³

D2²

D2¹

D2⁰

ロータリーエンコーダのカウント値を読みこむ

ロータリーエンコーダ2のカウントデータのリセット

* D2_x,D3_x

・・・

ロータリーエンコーダカウント値データ

超音波センサ信号処理モジュール
Table.7_d_4 超音波センサ信号処理モジュールのソフトウェアビジビリティ

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

0130H

2¹

2⁰

D₁,D₀で選択したセンサに40μsecの間送信信号を送信する。

0132H

超音波センサモジュールの割り込み信号（IRQ3）のマスク、アンマスク、リセットを行う。

* M ・・・ '1' : 割り込み信号のマスク '0' : 割り込み信号のアンマスク * R ・・・ '1' : 割り込み信号のリセット

タッチセンサ、パワーオン信号処理モジュール
Table.7_d_5 タッチセンサ、パワーオン信号処理モジュールのソフトウェアビジビリティ

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

140H

'0'

TS5

TS4

TS3

TS2

TS1

TS0

'0'

POはパワーオン信号、TS*はタッチセンサの状態をそれぞれ示す。

0142H

TIP_Mの割り込み信号（IRQ6）のマスク、アンマスク、リセットを行う。

* PO , TS*	・・・	'1' : ON		'0' : OFF		* M	・・・	'1' : 割り込み信号のマスク		'0' : 割り込み信号のアンマスク
* R	・・・	'1' : 割り込み信号のリセット

赤外線信号処理モジュール
Table.7_d_5 赤外線信号処理モジュールのソフトウェアビジビリティ

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

150H

IRS1

IRS2

'0'

ID11

ID10

ID9

ID8

ID7

ID6

ID5

ID4

ID3

ID2

ID1

ID0

赤外線センサIRS0の状態を示す。
ID*は各ポスト特有の信号を示す。

0152H

IRS0のリセット、TIP_Mの割り込み信号（IRQ6）のマスク、アンマスク、リセットを行う。

IRS *・・・'1' : ON

'0' : OFF

ID *

・・・IRS0の符号データ

F : FLAG・・・'1'未読

F : FLAG・・・'0'既読

ドータボード
1. 外形
  図5．ドータボード外形図
  標準MIRSのドータボードの基板をそのまま使用するが、実装するコネクタの数は赤外線センサ4つ、超音波センサ3つ、タッチセンサ5つに合わせて減らす。よって、製造仕様書などはATLMMIRSのものを参照する。
  ７．消費電力
  エレクトロニクス部：
  
  Model Spec 消費電力
  CPUボード AT-461VREP 単一3.5(A)
  フラッシュメモリ PQI/DiskOnMeodule 65(mA)
  各ボード
  不明
  
  合計ピーク時電流 3565+α(mA)
  このとき、電源が4[A]であるため、全体として4[A]以下に抑えるよう各ボードを作成する。
  
  Motor関係
  回路系最大消費電流：４[Ａ]
  モーター駆動部分・・・1500×2=3000[mA]（最大連続電流時）
  13400×2=26800[mA]（起動時）
  1076[mA]（最大効率時）
  
  関連文書

目次

１．はじめに

２．概要

３．構成

概略ブロック図

図１に概略ブロック図を示す。

各インターフェースについての詳細

図2にFPGA内部回路のブロック図を示す。

電源系統図

４．機能性能

５．インターフェース

CPUボード－FPGAボード

FPGAボード－LCD

FPGAボード－ドータボード

６．各部の詳細

標準MIRS基板

MIRS0001が作成する基板、回路

FPGAボード内に構成する各モジュールの回路データ

７．消費電力

MPC_PD			PD_MPC
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vin	<->	1	Vin
2	GND	<->	2	GND

Model	Spec	消費電力
CPUボード	AT-461VREP	単一3.5(A)
フラッシュメモリ	PQI/DiskOnMeodule	65(mA)
各ボード		不明
	合計ピーク時電流	3565+α(mA)